可精准用药的“创可贴” 等

可精准用药的“创可贴”

皮肤病是人类健康问题中最常见的一种，困扰着全球数十亿人。外部给药是治疗皮肤病的首选便捷途径，但人们在外用乳霜、软膏、药液等时，不能进行精准的药物递送和剂量控制，难免会陷入 “大面积涂抹，小范围起效”的困境。

日前，浙江大学药学院顾臻教授的团队设计出了一种基于可打印图案贴片的个性化药物输送系统。该贴片有三层结构：FEP层材质韧性强，为基底层，起整体支撑作用；PLGA层透气防水，为保护层；HPC层为药物荷载层，能牢固粘贴于皮肤上，高效递送药物。在皮肤镜的指导下，研究人员用改进的喷墨打印机将脂溶性药物和水溶性药物以高精度和高分辨率打印在贴片上，根据患者个人病情（病变的位置和严重程度），实现局部精确药物剂量控制。小鼠实验表明，该贴片可用于个性化治疗皮肤色素沉着症，且副作用小。

能模拟肿瘤转移的“迷你”人骨组织

骨髓是人体造血的重要器官，也是许多血液疾病的发病源点、肿瘤转移的终点。当前对骨髓相关疾病的研究多依赖实验动物，并不能很好地反映人体骨髓的真实微环境。

最近，瑞典德隆大学生物医学中心 Paul E Bourgine 教授团队成功地运用人骨髓间充质细胞系构建了一种人化小骨。该微型小骨由完全成熟的骨和骨髓结构组成，并具有保留干细胞特性的间充质微环境。

动物体内实验表明，人脐带血造血干细胞可以在微型小骨中增殖生长，并行使造血功能；同时，急性髓细胞白血病相关细胞、乳腺癌细胞和神经母细胞瘤细胞都能高效地向微型小骨部位转移，很好地模拟了疾病的发生发展过程。

未来，科学家可以用这种 “迷你” 人骨组织研究骨相关肿瘤的发病机理，探索更理想的治疗措施。

一种轻便的人体力学机器人假肢

机器人假肢有望通过模拟人腿的生物力学，改善数百万下肢截肢患者的行动能力和生活质量。遗憾的是，现在市场上的电动假肢普遍较大、较沉，并且电池寿命较短，舒适性欠佳。

最近，美国犹他大学机械工程系 Tommaso Lenzi 的团队设计出一种符合人体力学的轻便假肢 Utah Bionic Leg。该假肢整体被坚固紧凑的铝合金薄板包裹，由相对独立的膝盖模块（40g）和脚踝/脚趾模块（70g）组成。其中的膝关节运用扭矩敏感驱动器，将弹性致动器和变速器的优点进行了有机结合；在人正常行走过程中，脚趾消耗能量，而脚踝能周期性产生并注入能量。Utah Bionic Leg 的踝/脚复合体运用欠驱动系统，完美复制了人体脚踝/脚趾的该项关键生物力学功能。如果选择被动模式，使用者可在平坦地面上持续行走，无须给Utah Bionic Leg充电。3名截肢患者参与的临床前试验表明，使用Utah Bionic Leg产生的活动效果已跟正常行走水平比较接近。

碳纳米颗粒帮助农作物茁壮成长

纳米材料用途极其广泛，农业专家也在尝试将纳米科技应用到农业生产实际之中。沙特阿拉伯乌尔库拉大学物理系的 Saleh M. Alluqmani 和伊玛目阿卜杜拉赫曼本费萨尔大学生物系的 Nadiyah M. Alabdallah 从当地的一家海水淡化站收集到一些油粉煤灰（其成分88.43%为碳），并将其制成直径小于35纳米的碳颗粒 COFA。

通过使用不同浓度的COFA溶液浇灌菜豆和鹰嘴豆，他们发现4mg/L和8mg/L的COFA能显著提高两种经济作物的发芽率、嫩芽长度、根长、豆荚长度、叶片面积以及幼苗的湿重和干重，也就是说农作物植株长得更加强壮了。进一步研究还显示，使用COFA溶液主要提升的是农作物幼苗的叶绿素、蛋白质和碳水化合物水平。如果COFA溶液再经超声处理一下的话，助长效果会更加明显。

石灰可提升小麦种子寿命

“春种一粒粟，秋收万颗子。” 种子质量是影响农作物生长和最终产量的关键因素之一。而植物生长的环境，如土壤含水量、酸碱性等，会干扰种子的营养成分和活力。

近日，巴西圣保罗州立大学农业科学学院的 Edvaldo Aparecido Amaral da Silva 团队通过一项长达12年的小麦田间试验证明，在热带地区的土壤中施加石灰可有效降低土壤酸化水平，提高土壤有機质含量，提升种子中氮、磷、钾、镁元素等营养成分。该研究还发现，石灰的使用并不会改变小麦种子的发芽率和活力。此外，经石灰改善的土壤还提高了种子中一系列与寿命相关的蛋白质编码基因的表达水平，显著延长了种子的寿命。该研究表明，使用石灰可以缓解热带地区土壤的酸度，确保产出化学成分更优、寿命更长的种子。

改造气孔钾离子通道可优化植物用水效率

农业生产是世界上用水量最大的活动之一。分布于植物叶片的气孔既能捕获空气中的二氧化碳参与光合作用，又是参与蒸腾作用的主要器官。那有没有可能在不影响植物叶片光合作用的情况下，通过改变气孔的启闭动态过程来改善植物的用水效率，提升作物产量呢？

最近，山西大学生命科学学院的青年教师张犇与英国格拉斯哥大学植物生理学和生物物理学实验室的 Michael R. Blatt 团队合作，在模式生物拟南芥上实现了这个目标。研究人员通过对一种名为GORK的钾离子通道进行遗传学改造，促进了叶片钾离子流动，加速了气孔运动和气体交换速度，减少了植物生长所需的用水量，并提升了植物的固碳效率和生物物质合成。该研究为当前淡水资源逐渐匮乏的严峻形势下设计节水农业提供了新思路。

快捷回收塑料

回收塑料混合物是件令人头疼的事，这使得地球面临的塑料问题进一步加剧。但最近来自美国国家可再生能源实验室的一个研究小组研发出一种新的处理方法。利用这种方法，无需对混合塑料垃圾进行分拣，就可以一步到位将它们变成有用的化工产品。

这种回收新方法分为两步：第一步是在催化剂的帮助下完成氧化反应，可将长链聚合物变成一系列混合小分子物质；第二步由一种经过基因改造的细菌完成，它能消化这些混合小分子物质，生产出有用的化学产品，例如聚羟基烷酸酯。这种新的回收方式可以将混合原料直接转化为单一类型的产物，避免了烦琐的塑料分拣和化合物分离步骤，因此可使回收塑料混合物的成本降低。

目前，这种新方法成功回收了聚苯乙烯、高密度聚乙烯和PET塑料的混合物，这三种塑料都是常见的包装材料。下一步，研究者还将继续改进工艺，让可回收塑料种类变得更多。

更便宜的新生儿听力筛查设备

耳声发射（OAE）是一种产生于耳蜗，经听骨链及鼓膜传导释放入外耳道的音频能量。医生可利用灵敏的麦克风在外耳道记录OAE信号，以此判断受检者的听力水平。在部分国家，OAE检测已经应用于新生儿听力筛查上，但由于设备昂贵，该技术并未在中低收入国家推广。

最近，美国华盛顿大学西雅图分校计算机科学与工程学院的 Shyamnath Gollakota 团队开发出一种材料成本约10美元的便捷OAE检测设备。大小类似入耳式耳机的检测探头可轻松塞进使用者耳朵，而设备另一端可以与智能手机相连。当然，使用者在检测前需将研究人员研发的听力检测app下载并安装到手机上。一项201名儿童参与的临床测试结果显示，该设备检测到听力损失的灵敏度为100%，特异性为88.9%，与商用设备的性能不分伯仲。